拆解區塊鏈核心的關鍵技術，IIB Council區塊鏈專家認證

從高階的商業角度來看，區塊鏈是一本記錄所有歷史交易紀錄的公共帳本，名為礦工的參與者以競爭的方式爭取扮演會計師的角色，競爭勝出的礦工得以將新的交易紀錄添加到區塊鏈。而為了激勵更多礦工參與這種名為挖礦的行為，每回競爭勝出的礦工除了可獲得交易費外還可領取額外獎賞。

由於礦工們約略以每十分鐘添加一個區塊的速度(以比特幣為例)，不斷地添加新的區塊來紀錄最新交易，因此這個公共帳本會持續增長，同時新的區塊會按照時間順序添加到區塊鏈上。此外，每台連上區塊鏈網路的用戶端電腦都擁有區塊鏈的完整備份(只要加入區塊鏈網路時就會自動下載至用戶端的電腦中)，因此，每一個區塊鏈用戶端都得以執行區塊驗證、交易確認並回報。如此一來，藉由區塊鏈所建立的信任、防偽機制，從此不再需要透過第三方中間人(如銀行)與交易對象建立信任機制，從而達到去中介、去中心化的新交易模式。

簡單來說，區塊鏈是一個持續增長、安全、共享的紀錄保存系統，其中每一個資料用戶都保有完整的紀錄副本，而這個共享的紀錄保存系統只有在所有區塊鏈參與者同意下才得以更新。但就技術的觀點來看，區塊鏈其實是透過一堆技術的集合，來達成去中介、去中心化、去信任的全新交易機制。

要進一步了解區塊鏈的運作原理，得拆解其中的關鍵技術，這當中以IIB-Council對區塊鏈的詮釋最為精闢：

“Blockchain is a peer-to-peer, distributed ledger that is cryptographically-secure, append-only, immutable (extremely hard to change), and updateable only via consensus or agreement among peers.”


IIB-Council用最簡短的話語，清晰地描畫了區塊鏈核心的關鍵技術，其中：

● 對等式網路(peer-to-peer或簡稱P2P)：這代表區塊鏈的網路運作裡沒有集中的控制中心，所有的參與者都可以直接一對一的溝通。這個特性讓區塊鏈的用戶雙方得以直接交易，而無須透過第三方的介入。

● 分散式帳本(distributed ledger)：區塊鏈是一個分散式的帳本，表示這個帳本是散落在網路上的所有節點(peer)，同時每個節點都會保有整個帳本的完整副本。

● 加密安全(cryptographically-secure)：區塊鏈藉由加密的技術來提供安全性，以防止帳本被竄改或濫用，並進而達到不可否認性(non-repudiation)、資料完整性(data integrity)以及資料來源的鑑別(data origin authentication)。

● 只可添加(append-only)：這代表資料只能按照時間的先後順序添加(append)到區塊鏈，資料一旦被添加到區塊鏈後就幾乎不太可能被修改，因此區塊鏈的資料可視為不可竄改(immutable)。

● 透過共識更新(updateable via consensus)：區塊鏈最關鍵的特性就是透過共識更新，這也是一切去中心化(decentralize)的動力來源。在這個去中心化的交易情境裡，不需要特定的中央機關來控制帳本的更新。事實上，任何區塊鏈資料的更新都得按照區塊鏈協定所定義的嚴謹規範來驗證，並且只有在所有參與的網路節點達成一定的共識後，才得以把資料添加到區塊鏈。常見的共識演算法有工作量證明(PoW)、權益證明(PoS)和委託權益證明(DPoS)等。

區塊鏈就像是在目前網路所使用的通訊協定堆疊上，運行一個全新的應用層。讓使用者藉由區塊鏈網路進行即時支付或執行各類型的金融合約等經濟活動，讓所有貨幣、金融合約、保險、實體或虛擬資產都得以透過區塊鏈的系統進行交易。

此外，區塊鏈不僅能運用於金融交易，也可做為紀錄、追蹤、監控和處理各類有形、無形資產的註冊機制和保存系統，有形資產如房地產、汽車、股票，無形資產如選票、音樂創作、健康數據等。因此，區塊鏈在金融、政府、保險、物流、媒體、醫療保健等許多行業中越來越受歡迎，因為它是一個即時價值交換的無邊界網路系統。根據Gartner預估，區塊鏈將在未來十年改變大多數的產業，同時到了2030年，區塊鏈將創造高達3.1兆美元的產值。


目前除了虛擬貨幣普及應用區塊鏈的技術外，業界也樂見在其他領域逐漸展現區塊鏈的應用實例，例如近期澳洲證券交易所利用區塊鏈技術來取代其傳統的清算結算系統。雖然區塊鏈要達到像網際網路一樣普遍應用、自然融入到我們的日常生活，就像我們每天習慣使用臉書、Twitter、Google地圖一樣，確實還有好長一段路要走，但在業界、學界廣大深入的研究探討下，多數仍看好區塊鏈的發展潛力。相信接下來的幾年，在相關規範及標準日趨完備下，業界期盼2021將開始陸續出現區塊鏈主流的應用，並期盼到了2025年，區塊鏈的技術將成熟到如網際網路般，普及地應用到我們的日常生活。

區塊鏈就像承載著價值和夢想的列車，逐步地改變各行各業、也逐步地改變我們的生活，在列車開始加速向前奔馳前，身為資訊產業一份子的您可千萬別錯過了上車的機會喔！


文/潘家羲     恆逸資深講師

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